CC BY
84
УДК 616-035.1. 616-092.9. 616-018
ВЛИЯНИЕ ПРОГЕСТЕРОНА НА МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СОСУДИСТОГО И КЛЕТОЧНОГО КОМПОНЕНТОВ ТКАНИ ГОЛОВНОГО МОЗГА У КРЫС С ЧЕРЕПНО-МОЗГОВОЙ ТРАВМОЙ
© Г.А. Захаров, О.В. Волкович, Г.И. Горохова, А.В. Карамышева
Ключевые слова: черепно-мозговая травма; травматический отек головного мозга; нейропротекция; прогестерон; морфометрия.
При черепно-мозговой травме у крыс развивается цитотоксический отек головного мозга, который менее выражен у животных, получавших прогестерон, о чем свидетельствует уменьшение площади сосудов и периваскулярного пространства.
Черепно-мозговая травма (ЧМТ) является одной из важнейших проблем здравоохранения. По данным ВОЗ, наряду с сердечно-сосудистыми и онкологическими заболеваниями травматизм составляет одну из трех основных причин смертности населения земного шара, особенно среди мужского населения в возрасте от 15 до 24 лет и среди пожилых лиц обоих полов старше 75 лет. В мире при этом ежегодно погибает 1,5 млн человек, а 2,4 млн становятся инвалидами [1]. Частота черепно-мозговых повреждений составляет от 4 до 7,2 на 1000 населения в зависимости от региона. В то же время смертность при ЧМТ составляет 30 человек на 100 тысяч населения [2]. Стойкая утрата трудоспособности, обусловленная выраженным психоневрологическим дефицитом, регистрируется у 18-38 % пациентов, выживших после тяжелой ЧМТ [2].
Результатом ЧМТ является нейрональный дефицит разной степени выраженности. Многочисленные исследования направлены на поиск и развитие нейропро-тективных стратегий в предупреждении и уменьшении этого дефицита.
Значительный прогресс, происходящий в последние годы, позволил расширить диапазон применяемых средств, включая вещества, воздействующие посредством антагонистов глютаматных рецепторов, блокато-ров кальциевых каналов, акцепторов радикалов, противовоспалительные субстанции и вещества, имеющие свойства анти-апоптоза. К сожалению, прогресс в понимании механизмов и процессов критического повреждения, разработка и внедрение в клиническую практику различных лекарственных средств принесли незначительный успех в лечении этих групп пациентов. Одним из перспективных лекарственных препаратов, обладающих нейропротективными свойствами, является прогестерон. Его влияние впервые было исследовано группой D.G. Stein et al. и основано на наблюдениях за самками крыс, которые восстанавливались после ЧМТ быстрее по сравнению с самцами [3]. Эксперименты продемонстрировали положительную роль эндогенного прогестерона [4]. В настоящее время продолжается поиск молекулярных и физиологических механизмов, лежащих в основе нейропротекции прогестерона и его метаболитов.
Механизмы, вызывающие повреждение ткани мозга в результате ЧМТ, приковывают внимание исследователей в течение более полувека. В последнее время стало очевидным, что формирование отека головного мозга является одним из важнейших факторов, влияющих на неврологический исход и уровень летальности. Так, по данным A. Marmarou, отек головного мозга является причиной смерти почти у половины пострадавших с ЧМТ, в т. ч. у пациентов младшей возрастной группы [5].
Патологическая роль процессов, связанных с отеком и набуханием головного мозга, состоит в том, что они усиливают и (или) вызывают компрессию и смещение структур мозга, создают внутричерепную гипертензию, нарушают кровообращение, метаболические процессы и функционирование мозга.
Целью настоящей работы являлось выявление наличия посттравматического отека головного мозга и возможность его коррекции прогестероном.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследование выполнено на 24 половозрелых беспородных крысах-самцах, массой 230-280 г, содержавшихся в условиях вивария на сбалансированном рационе. Животных разделили на 3 группы (по 8 особей в каждой): I группа - интактная, II группа - с ЧМТ и III - с аналогичной травмой и коррекцией прогестероном.
ЧМТ моделировали путем нанесения животному удара грузиком (68 г) с высоты 90 см, в центр теменной области черепа с помощью специального устройства. Энергия воздействия в этом случае составила 0,6 Дж. Прогестерон вводили интраперитонеально через 30 мин. после нанесения травмы в дозе 30 мг/кг массы тела и затем еще в течение 2 суток однократно.
На 15 сутки после травмы мозг экспериментальных и контрольных животных, извлекали из полости черепа целиком, фиксировали в 10 %-ном растворе формалина. После фиксации вырезали участки сенсомоторной коры (пре- и постцентральные извилины), а также частично лобной и височной коры (Сильвиева борозда), и после стандартной гистологической проводки готови-
Таблица 1
Размеры нейронов, сосудов, перицеллюлярных и перивазальных пространств у крыс при черепно-мозговой травме (Ы ± m)
Клетки, ПЦП, Сосуды, ПВП,
а пп у р мкм3 мкм3 мкм2 мкм2
I 104,3 ± 16,8 527,7 ± 97,0 41,9 ± 5,3 124,2 ± 12,8
II 161,9 ± 16,3* 348,5 ± 52,9 106,5 ± 14,5** 210,6 ± 34,1**
III 155,9 ± 16,5* 384,0 ± 77,9 37,3 ± 1,4++ 102,4 ± 3,5+
Примечание: * - статистически значимое различие величин контрольной и основных групп; + - статистически значимое различие величин основных групп (* и + - Р < 0,05; ** и ++ - Р < 0,01).
лись парафиновые блоки. Срезы окрашивались гематоксилином и эозином и изучались.
Морфологические измерения проводили на препаратах под микроскопом, снабженным окуляр-микрометром (окуляр 10х, объектив 9x0,2).
На гистологических срезах подсчитывали объем (V) клеточных и перицеллюлярных пространств (ПЦП), площади (S) сосудистых элементов и периваскулярных пространств (ПВП) [6].
Измеряли большие и малые диаметры (оси) преимущественно звездчатых нейронов и их ПЦП (отражающих выраженность цитогенного отека), большие и малые диаметры кровеносных сосудов преимущественно эллипсоидного сечения и их ПВП пространств (вазогенный отек) в 4-5 слоях коры головного мозга. Для исключения ошибок при изменении фрагментов клеток использовали каждый 4-й срез, и в расчет принимались только те нейроны, в которых четко конту-рировалось ядрышко.
Объемы нейронов и ПЦП вычисляли по формуле:
V = -аЬу/ а2 — Ь2.
6
Площадь сечения сосудов и ПВП вычисляли по формуле:
S = nab,
где а и b - большие и малые оси (диаметры) соответствующих структур.
Статистическую обработку материала проводили с помощью программы SPSS13. Вычисляли среднее значение (М), стандартное отклонение (5), ошибку средней величины (m). Разницу средних величин оценивали по критерию Стьюдента и вероятности Р, которую признавали статистически значимой при Р < 0,05. Соответствие полученных данных Гауссовому распределению оценено с использованием визуальной проверки с помощью гистограммы с наложением кривой нормального распределения и критерия согласия Колмогорова-Смирнова, результаты которого показали, что отклонение от нормального распределения не существенно - Р во всех случаях значительно больше 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Как видно из табл. 1, размеры клеток головного мозга после моделирования травматического воздействия статистически значимо увеличились в обеих опытных группах, составляя во II группе 161,9 ± 16,3 мкм3 и
в III группе (получавшей прогестерон) 155,9 ± 16,5 мкм3 (P < 0,05). Статистически значимых различий в размерах клеток между опытными группами выявлено не было.
Следует отметить, что перицеллюлярный объем в опытных группах имел тенденцию к снижению. Просвет сосудов в опытных группах претерпел весьма значительное и разнонаправленные, статистически значимые изменения. Так, во II группе выявлено резкое увеличение, в 2,5 раза, площади сечения сосудов до 106,5 ± ± 14,5 мкм2. В то же время в III группе, животные которой получали прогестерон, эти размеры несколько уменьшились (37,3 ± 1,4 мкм2). Размер ПВП также значительно изменился. Во II группе он увеличился по сравнению с интактными животными в 1,7 раза и составил 210,6 ± 34,1 мкм2 (Р < 0,01). А в третьей группе крыс, получавших прогестерон, он уменьшился до 102,4 ± 3,5 мкм2. Необходимо отметить статистически значимую разницу между II и III группами (Р < 0,01).
Таким образом, в группе крыс, получавших после ЧМТ прогестерон, не выявлено значимых изменений в объеме клеток головного мозга и перицеллюлярного объема по сравнению с группой животных, не получавших препарат. В то же время у крыс III группы выявлено уменьшение площади сечения сосудов и ПВП, тогда как у животных II группы, наоборот, наблюдалось значительное их увеличение. Выраженность отека нарастала в глубоких слоях коры и в перивентрикуляр-ной зоне мозга.
На основании вышеизложенного можно сделать следующее заключение: на 15-е сутки после травмы развивается цитотоксический отек головного мозга в обеих опытных группах, который менее выражен в группе животных, получавших прогестерон. Это свидетельствует, что применение прогестерона воздействует на развитие вазогенного посттравматического отека и гиперемию, что, возможно, связано с модуляцией проницаемости гемато-энцефалического барьера и сосудистого тонуса.
ЛИТЕРАТУРА
1. Lu J., Marmarou A., Choi S. et al. Mortality from traumatic brain injury // Acta neurochirurgica. 2005. V. 95. P. 281-285.
2. Старченко А.А. Клиническая нейрореаниматология: руководство для врачей. М. : МЕДпресс-информ, 2004. С. 944.
3. Roof R.L., Duvdevani R., Stein D.G. Gender influences outcome of brain injury: progesterone plays a protective role // Brain Research. 1993. V. 607. P. 333-336.
4. Roof R.L., Duvdevani R., Braswell L., Stein D.G. Progesterone facilitates cognitive recovery and reduced secondary neuronal loss caused by cortical contusion injury in male rats // Experimental Neurology. 1994. V. 29. P. 64-69.
Marmarou A. Pathophysiology of traumatic brain edema: current concepts // Acta Neurochirurgica Supplement. 2003. V. 86. P. 7-10. Автандилов Г.Г., Яблучанский Н.И., Губенко В.Г. Системная стереометрия в изучении патологического процесса. М.: Медицина, 1981. С. 191.
Поступила в редакцию 11 марта 2014 г.
Zakharov G.A., Volkovich O.V., Gorokhova G.I., Karamy-sheva A.V. INFLUENCE OF PROGESTERONE ON MOR-PHOMETRIC PARAMETERS OF VASCULAR AND CELLULAR COMPONENTS OF BRAIN TISSUE OF RATS WITH TRAUMATIC BRAIN INJURY
In the rats’ traumatic brain injury a cytotoxic edema of the brain, which is less expressed in rats obtaining progesterone, as evidenced by the reduction of the vessels’ area and perivascular space, is developed.
Key words: traumatic brain injury; traumatic brain edema; neuroprotection; progesterone; morphometry.
Захаров Геннадий Алексеевич, Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина, г. Тамбов, Российская Федерация, доктор медицинских наук, профессор кафедры патологии, e-mail: [email protected]
Zakharov Gennadiy Alekseyevich, Tambov State University named after G. R. Derzhavin, Tambov, Russian Federation, Doctor of Medicine, Professor of Pathology Department, e-mail: [email protected]
Волкович Олег Викторович, Чуйская областная объединенная больница, г. Бишкек, Кыргызская Республика, кандидат медицинских наук, врач, e-mail: [email protected]
Volkovich Oleg Viktorovich, Chui regional hospital, Bishkek, Kyrgyz Republic, Candidate of Medicine, Doctor, e-mail: [email protected]
Горохова Галина Ивановна, Кыргызско-Российский Славянский университет, г. Бишкек, Кыргызская Республика, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, ведущий методист лаборатории экспериментального моделирования патологических процессов, кафедра нормальной и патологической физиологии, e-mail: [email protected]
Gorokhova Galina Ivanovna, Kyrgyz-Russian Slavic University, Bishkek, Kyrgyz Republic, Candidate of Biology, Senior Researcher, Leading Methodologist of Experimental Modeling of Pathological Processes Laboratory, Normal and Pathological Physiology Department, e-mail: [email protected]
Карамышева Алла Викторовна, Кыргызско-Российский Славянский университет, г. Бишкек, Кыргызская Республика, кандидат медицинских наук, доцент кафедры патологической анатомии и судебной медицины, e-mail: [email protected]
Karamysheva Alla Viktorovna, Kyrgyz-Russian Slavic University, Bishkek, Kyrgyz Republic, Candidate of Medicine, Associate Professor of Pathological Anatomy and Forensic Medicine Department, e-mail: [email protected]
